[发明专利]满足结构约束的机翼翼型前后缘变形外形参数化方法

说明书

本发明公开了一种满足结构约束的机翼翼型前后缘变形外形参数化方法，该方法采用与机翼翼型前后缘相对应的弯度线和厚度线来表示机翼翼型前后缘的变形外形。方法在变弯度机翼翼型前后缘变形外形设计中的应用，能够通过同时准确描述外形特征和结构约束特征来有效避免高效气动外形结构无法实现、结构可实现外形气动效率较低等问题，极大的提升前后缘变形外形的气动设计效率，保证前后缘变形外形的工程可实现性。

技术领域

本发明属于飞行器设计领域，尤其涉及满足结构约束的机翼翼型前后缘变形外形参数化方法。

背景技术

随着机翼柔性变形结构的技术成熟度不断提高，基于柔性结构的机翼前后缘自适应变形技术得到越来越多的关注，在开展机翼前后缘自适应变形研究的过程中，对于前后缘变形外形的表述基于所关注内容的不同主要采用两种思路：一是重点关注前后缘变形的气动收益，对于前后缘外形描述主要采用常规的二维曲线参数化方法，这种方法只能够保证所描述的几何外形光顺并具有足够的设计空间，但不同参数组合所表达的几何外形缺乏相关性，无法保证结构对于不同变形外形的可实现性；二是重点关注前后缘内部变形结构特性，前后缘变形外形主要通过内部结构的外形确定，存在前后缘变形外形描述能力明显不足的问题。为了解决机翼前后缘自适应变形技术研究中翼型前后缘变形外形参数化所遇到的气动与结构无法兼顾的问题，有必要建立一种满足结构约束的机翼翼型前后缘变形外形参数化方法，使之既能具有足够的变形空间，又能保证结构可实现性。

发明内容

发明目的

本发明提供满足结构约束的机翼翼型前后缘变形外形参数化方法，该方法以能够描述二维曲线外形的CST参数化方法为基础，针对变弯度机翼翼型前后缘结构约束特点修改翼型前后缘外形参数化求解流程，通过合理的设定参数范围，能够在自动满足机翼前后缘结构约束的同时，具有足够的前后缘变形外形描述能力。可应用于变弯度机翼前后缘外形的气动或结构优化设计，或者具有自适应机翼前后缘结构的飞行器设计。

发明技术解决方案

满足结构约束的机翼翼型前后缘变形外形参数化方法，该方法采用与机翼翼型前后缘曲线相对应的弯度线和厚度线来表示机翼翼型前后缘的变形外形，其中变形后的机翼翼型前后缘弯度线和厚度线由描述二维曲线的CST参数、未变形的机翼翼型前后缘弯度线和厚度线、前后缘偏转角度确定。以描述未变形的机翼翼型前后缘变弯度和厚度线的CST参数为基准，乘以比例系数获得用于描述变形后的机翼翼型前后缘弯度线和厚度线CST参数取值范围。未变形的机翼翼型前后缘弯度线和厚度线主要用于提供相切约束以保证变形后的机翼前后缘外形曲线与机翼中段外形曲线光滑连接，前后缘偏转角度主要用于控制前后缘外形的变形幅度。机翼翼型前后缘变形外形的结构约束通过变形后的机翼翼型前后缘弯度线和厚度线的几何约束表示。

本发明的优点：该方法在变弯度机翼翼型前后缘变形外形设计中的应用，能够通过同时准确描述外形特征和结构约束特征来有效避免高效气动外形结构无法实现、结构可实现外形气动效率较低等问题，极大的提升前后缘变形外形的气动设计效率，保证前后缘变形外形的工程可实现性。

附图说明

图1一种机翼翼型的翼型曲线、弯度线和厚度线示意图。

图2翼型前缘、中段及后缘弯度线示意图。

图3翼型、翼型前缘和翼型后缘厚度线示意图。

图4翼型变形前缘弯度线示意图。

图5翼型变形后缘弯度线示意图。

图6翼型变形前缘厚度线示意图。

图7翼型变形后缘厚度线示意图。

图8翼型前后缘变形外形示意图。